Трасса кондиционера
Сплит-система состоит из наружного и внутренних блоков, соединенных между собой охлаждающим контуром, который еще называют трассой для кондиционера или трассой для прокачки фреона (хладагента).
У моноблочных кондиционеров она находится внутри корпуса и представляет собой медные трубки, припаянные одним концом к испарителю, а другим – к конденсатору. Такой способ соединения трассы обеспечивает практически полное отсутствие утечек хладагента и долголетие агрегата.
Единственный путь потерь фреона обусловлен его физико-химическими свойствами, позволяющими проникать даже через металл. Впрочем, такие утечки ничтожны по объему, поэтому моноблочные кондиционеры не нуждаются в дозаправке на протяжении всего срока своей службы.
Классическая трасса для кондиционера
При установке сплит-систем существует такое понятие – «монтажный комплект». Это набор материалов, включая расходные, комплектующих изделий, инструментов и приспособлений, с помощью которых отдельные узлы кондиционера собираются в единое целое.
Ничего из этого набора не включается в стандартную комплектацию сплит-системы и приобретается пользователем за отдельную плату. Количество материалов зависит от места и условий монтажа, поэтому трасса кондиционера может отличаться по стоимости, но ее принципиальное устройство одинаково для всех сплит-систем.
Для прокладки охлаждающего контура необходимы следующие материалы:
- Медные трубки диаметром 1/4 и 3/8 дюйма для прокладки трассы – подача и возврат хладагента;
- Латунные гайки того же диаметра, соединяющие трубки с блоками сплит-системы;
- Теплоизолирующий рукав 6х6 и 6х10 мм, которым покрываются медные трубки для предотвращения потерь энергии теплоносителем;
- Герметики для обработки соединений трассы кондиционера;
- Трубогибы и труборезы;
- Вальцовочные станки или приспособления;
- Инструменты для сверления и штробления стен из любого вида материалов (перфораторы, фрезы и т.п.).
Основная часть стоимости материалов монтажного комплекта приходится на медные трубки. Для озонобезопасных фреонов типа R-410A требуются трубки с более толстыми стенками, поскольку эти хладагенты работают под большим давлением 26 атмосфер, в отличие от R-22 с давлением до 16 атмосфер.
По этой причине стоимость медных трубок, а значит, и трассы кондиционера становится больше. Все остальные материалы для трассы, вместе взятые, в несколько раз дешевле.
При монтаже трассы для прокачки кондиционера требуются профессиональные инструменты и приспособления, чтобы обеспечить необходимое качество работ.
Заводская заправка сплит-системы рассчитана на длину трассы для прокачки фреона в 5-7 метров, но менее 3-х метров. Даже если наружный и внутренний блоки сплит-системы будут находиться друг к другу ближе, длина трубок не может быть меньше 3-х метров.
Это необходимо для нормальной работы компрессора. В таких случаях излишек медных трубок сворачивают в кольцо и размещают возле блоков сплит-системы. При длине трассы более 7-ми метров кондиционер нуждается в дозаправке фреоном из расчета примерно 16 грамм хладагента на каждый «лишний» метр контура.
Прокладывая трассу кондиционера, следует по возможности избегать перепадов по высоте и ее сложных изгибов, поскольку это неблагоприятно сказывается на эффективности работы сплит-системы – снижается КПД, повышается нагрузка на компрессор, что приводит к сокращению рабочего ресурса. Таким образом, классическая трасса прокачки фреона имеет длину от 3-х до 7-ми метров и максимально простую конфигурацию.
Порядок монтажа трассы для кондиционера
Вначале определяются места установки блоков сплит-системы, после чего готовят стены для укладки медных трубок трассы. Диаметр отверстий в стенах должен позволять проводить через них трубки с учетом теплоизолирующей оболочки.
Точно так же определяется глубина штроб, в которые непосредственно укладываются изолированные трубки. После этого на свои места устанавливают блоки сплит-системы и проводят точный замер длины медных трубок. Для их разреза используется труборез, обеспечивающий идеальную форму кромок трубок.
Использование других инструментов приведет к тому, что невозможно будет обеспечить необходимую герметичность соединений, и к неоправданным потерям хладагента во время эксплуатации кондиционера.
В случае, когда трасса кондиционера меняет направление, для сгибания трубок используется трубогиб, предотвращающий появление микротрещин в местах изгибов. Концы трубок обрабатывают с помощью вальцовочных станков или приспособлений для получения идеального соединения с патрубками блоков сплит-системы.
Места соединений фиксируются латунными гайками с использованием герметиков. Обязательным элементом трассы является запас медных трубок на стыках (соединениях). Это необходимо на случай ремонта сплит-системы, когда потребуется снимать ее блоки. Для отсоединения трубок применяется труборез.
Раскручивание гаек по месту установки кондиционера не допускается, чтобы не повредить его важнейшие узлы (испарители и конденсатор). Затем, оставленный запас трубок, позволяет вновь соединить контур охлаждения в соответствии с требованиями, предъявляемыми к его герметичности.
В случае механического повреждения медных трубок их полностью заменяют. Основные утечки фреона происходят через стыки (соединения) и места подобных дефектов, поэтому замена поврежденной трубки обходится значительно дешевле, чем постоянная дозаправка кондиционера.
Правильная прокладка (монтаж) трассы для кондиционера имеет определяющее значение для его нормальной работы. Для выполнения этой работы привлекаются наиболее квалифицированные специалисты, которых можно найти в сертифицированных компаниях. Банальное напоминание об этом обстоятельстве следует рассматривать не как рекламу чьей-то фирмы, а как неоспоримый факт, подтвержденный длительной практикой и данными статистики.
Несмотря на кажущуюся простоту монтажа трассы кондиционера, существует очень много правил и нюансов, которые в последующем окажут сильное влияние на срок службы кондиционера. И в заключении, приведем несколько фотографий с неправильным монтажем трассы с небольшими пояснениями, чтобы исключить подобные ситуации в Вашем доме.
Прокладка фреоновых магистралей
При прокладке фреоновых магистралей необходимо выполнять следующие требования:
Медные трубы не должны иметь трещин, вмятин, изломов. Концы трубок в процессе транспортировки, хранения и монтажа коммуникаций должны быть надежно заглушены с помощью пластмассовых заглушек.
Изгибы трубопроводов должны быть плавными. Стенки трубок на изгибах не должны собираться в гофры, на изгибах сломы не допускаются.
Фреоновые трубопроводы должны быть термоизолированы по всей длине. Стыки термоизолирующих трубок должны быть переклеены скотчем или клеем.
Теплоизолированные фреоновые трубопроводы должны быть защищены от механических воздействий по всей длине. Каждая труба должна иметь отдельную теплоизоляцию. Объединять трубы в одну теплоизоляцию не допускается.
Теплоизоляция не защищенных от механических воздействий фреоновых трубопроводов должна быть покрыта армированным влагостойким скотчем или лентой ПВС, чтобы избежать атмосферных воздействий. Механическая изоляция может быть общей для трубопроводов, электрических проводов и дренажной трубы.
Фреоновые трубопроводы в штробах должны быть закреплены через каждые 0,6 м. Крепление в штробах на поворотах обязательно.
Ширина и глубина штроба должна быть достаточной для того, чтобы после укладки коммуникаций осталась возможность перекрыть их штукатурным раствором на глубину не менее 20 мм.
Закладка в штробы трубопроводов с паяным стыками, как правило, не допускается. В технически обоснованных случаях это возможно при условии проверки паяных стыков фреоновой магистрали избыточным давлением 20 бар в течение 18 часов. Давление может меняться только на величину, соответствующую изменению температуры окружающего воздуха:
где Т1 ,Т2 — температура окружающей среды до и после проверки соответственно;
Р1, Р2 — давление во фреоновой магистрали до и после проверки соответственно.
Внимание! Температура должна быть измерена в градусах Кельвина, а давление — в барах.
При прохождении фреоновыми трубопроводами ограждающих конструкций (стен, межэтажных перекрытий) обязательна установка стальных или пластмассовых гильз. После установки гильза заделывается теплоизоляцией и цементным раствором.
Рис. 1. Установка гильзы в стене: 1 — гильза; 2 — запорная шайба
Как исключение допускается прохождение в гильзе фреоновых трубопроводов без теплоизоляции. Однако в этом случае пустоты в гильзе должны быть на всю глубину заполнены вспенивающимся герметиком.
В случае прокладки фреоновых трубопроводов за подвесным потолком допускается прокладка без защиты от механических воздействий. Трубопроводы подвешиваются на специальные кронштейны или перфорированную подвеску. Крепление фреоновых трубопроводов к уже существующим прочим коммуникациям, подвескам подвесного потолка не допускается.
Превышение длины фреоновых трубопроводов относительно предельно допустимой длины для данного типа систем кондиционирования не допускается.
Места паяных соединений фреоновых трубопроводов должны быть отмечены в исполнительной документации. Паяные соединения на теплоизолированном трубопроводе отмечаются полоской цветного скотча шириной 1 см.
Механические соединения фреоновых трубопроводов должны быть герметичны.
Рис. 2. Схема монтажа бытового кондиционера (типа “сплит”): 1 — внутренний блок; 2 — монтажная плата; 3 — дюбель; 4 — шуруп-саморез; 5 — запорная шайба; 6 — теплоизоляция с бандажом; 7 — фреоновая магистраль; 8 — фильтры; 9 — пульт; 10 — скоба для хранения пульта; 11 — наружный блок; 12 — дренажный трубопровод; 13 — электрический кабель
Расчёт фреоновых трубопроводов VRF-систем кондиционирования | C.O.K. archive | 2019
Проектирование фреонопроводов для VRF-систем кондиционирования — одна из важнейших задач, от правильности решения которой зависит эффективное функционирование многозональной системы кондиционирования. Конструктивно VRF-системы являются системами центрального кондиционирования, поэтому методики расчёта фреоновых магистралей в чём-то подобны методикам расчёта систем водяного отопления и холодоснабжения. Однако существуют серьёзные отличия.
Во-первых, VRF-системы в качестве холодоносителя используют хладагент — следовательно, при расчёте мы имеем дело уже с двухфазным энергоносителем («фреон–жидкость», «фреон–газ или масло»). Во-вторых, особенностью функционирования VRF-систем является их многозональность, поэтому выбор расчётной (пиковой) нагрузки на участок трубопровода должен учитывать режим функционирования всей системы в целом.
Исходя из этих условий, расчёт мультизональных систем обязан быть значительно сложнее, чем расчёт обычной системы отопления, однако на практике это не так. Для упрощения подбора VRF-системы японские производители разработали укрупнённую методику, соблюдая которую (по замыслу разработчиков) любой инженер может достаточно быстро подобрать диаметры и конфигурацию трубопроводов. Рассмотрим её подробнее.
Укрупнённая методика расчёта трубопроводов VRF-систем
А) Конфигурация системы
Для начала необходимо определить конфигурацию системы, то есть расположение внутренних блоков, трубопроводов, тройников и наружных блоков относительно друг друга (рис. 1).
На конфигурацию VRF-системы накладываются достаточно серьёзные ограничения:
1. Фактическая длина жидкостных трубопроводов от наружного блока до самого удалённого внутреннего — максимум 150 м.
2. Суммарная длина всех жидкостных трубопроводов в системе — максимум 1000 м.
3. Длина трубопроводов от первого тройника до дальнего внутреннего блока — максимум 60 м.
4. Перепад высот от наружного блока до самого удалённого (по вертикали) внутреннего — максимум 50 м.
5. Перепад высот между самыми удалёнными (по вертикали) внутренними блоками — максимум 15 м.
Конкретные величины предельных длин трубопроводов и перепадов высот зависят от производителя VRF-систем, но в целом очень похожи.
Б) Определение диаметров медных трубопроводов
Во-первых, необходимо отметить требования производителей к качеству медной трубы, применяемой для систем VRF. Исторически мультизональные системы работали на фреоне R22, однако сегодня произошёл практически полный переход на озонобезопасный фреон R410A. Так как максимальное (расчётное) давление в трубопроводах на R22 составляет 2,8 МПа, а для фреона R410A уже в полтора раза больше — 4,2 МПа, нагрузка на фреонопроводы в новых VRF-системах значительно выше. Соответственно, выше требования к качеству медной трубы (табл. 1). Чем больше диаметр медного трубопровода, тем больше возникает усилие на разрыв при одинаковом давлении, тем больше должна быть толщина стенки.
В целом считается, что до диаметра 15,88 мм (5/8´´) медные трубопроводы для фреонов R22 и R410A одинаковы, а вот бóльшие диаметры должны иметь бóльшую толщину стенок.
Определение диаметров трубопроводов производят по расчётным участкам. Расчётный участок трубопровода — это трубопровод с неизменным расходом фреона по всей длине. Как правило, он ограничен с обеих сторон тройниками или блоками VRF-системы. Выбор диаметров трубопроводов зависит от расхода хладагента на расчётном участке и фазового состояния фреона. Расход хладагента в свою очередь зависит от типоразмера обслуживаемых внутренних блоков, температуры внутреннего воздуха, величины открытия регулирующего клапана, коэффициента неодновременности теплоизбытков и многих других параметров.
Однако для простоты расчёта диаметры жидкостного и газового трубопроводов выбираются только исходя из суммарного количества индексов обслуживаемых внутренних блоков по специальным таблицам (табл. 2).
Индекс внутреннего блока — это условный эквивалент его производительности (в киловаттах или тысячах британских термических единиц [BTU], либо других единицах), присутствует у всех производителей VRF-систем в названии внутреннего блока.
Нюансы при выборе диаметра фреонопровода для систем VRF:
1. Диаметры трубопроводов, которые подходят непосредственно к внутренним или наружным блокам, задаются диаметром присоединительных вальцовок или труб для пайки.
2. Диаметры трубопроводов коллекторных участков задаются индексами наружных, а не внутренних блоков.
3. Диаметр трубопроводов между тройниками не может быть больше диаметра трубопровода коллекторного участка.
Поэтому если диаметр получается больше — принимаем его равным коллекторному трубопроводу.
Перспективные решения при проектировании фреоновых трубопроводов
Как было уже отмечено выше, классическая методика подбора трубопроводов по индексам является укрупнённой и несколько ограниченной, так как не учитывает множество важных факторов. С другой стороны, реальные объекты кондиционирования зачастую требуют технических решений, не вписывающихся в существующие ограничения на проектирование VRF-систем. И тогда возникает закономерный вопрос: «А что будет, если превысить длину трубопроводов, перепад высот, расстояние между тройниками и так далее?!
»Сразу необходимо отметить: чем меньше длина трубопроводов, меньше перепад высот — тем лучше. В целом — чем ближе с точки зрения фреонового контура находятся наружные блоки к внутренним, тем лучше. Однако попробуем всё-таки ответить на эти вполне актуальные вопросы и рассмотреть физический смысл накладываемых ограничений.
1. Фактическая длина трубопроводов (длина жидкостных трубопроводов от наружного блока до самого удалённого внутреннего) — 150 м
При работе VRF-системы возникают гидравлические потери давления в циркуляционных трубопроводах по длине и на местных сопротивлениях (тройники, повороты). Если обратить внимание на стандартную длину жидкостных трубопроводов, для которой приводятся характеристики наружных блоков в каталогах производителей, то она достаточно мала — 7,5 м. Фактическая длина главного трубопровода (то есть трубопровода от наружного блока до самого удалённого внутреннего) зачастую значительно больше — до 150 м. Следовательно, фактические потери давления в системе должны быть значительно больше. Однако особенностью систем автоматического регулирования VRF-кондиционеров является поддержание определённого давления на выходе и входе наружного блока.
Потери давления в системе зависят не только от длины трубопроводов, а также от расхода фреона и гидравлической характеристики сети:
p1 – p2 = kгидрG2нар. (1)
Таким образом, при увеличении длины магистралей выше номинала 7,5 м происходит увеличение гидравлической характеристики сети и, соответственно, уменьшение расхода фреона в системе. Наружный блок уменьшает общий расход фреона, сохраняя перепад давления в системе.
Пропорционально уменьшению расхода фреона происходит уменьшение производительности наружного блока (рис. 2). Величина потерь по длине зависит от конкретного производителя и является показателем эффективности работы фреонового контура системы.
Поэтому основная проблема VRF-систем с длинным главным трубопроводом — уменьшение фактической мощности наружного блока (у разных производителей от 15 до 35 %). Следовательно, при увеличении главного трубопровода свыше 160 м возникнут потери мощности в системе больше указанных на графиках производительности. Как этого избежать?
Потери давления в сети фреонопроводов в значительной степени зависят от скорости движения хладагента. Поэтому самый простой и правильный путь снижения потерь давления, а, соответственно, и потерь мощности наружного блока, — увеличение диаметра жидкостного и газового трубопроводов. Потери давления на участке трубопровода при турбулентном движении фреона пропорциональны квадрату скорости потока. Увеличение диаметра коллекторного фреонопровода на один типоразмер приводит фактически к снижению потерь мощности в два раза. Именно поэтому многие компания рекомендуют на длинных трубопроводах использовать увеличенные диаметры газового трубопровода с целью уменьшить потери мощности наружного блока.
Характерно, что подобный метод не всегда применим в сплит-системах. Дело в том, что снижая скорость движения фреона в газовом трубопроводе, мы не только уменьшаем потери давления, но также ухудшаем процесс возврата фреонового масла в наружный блок. Для большинства систем VRF возврат масла в наружный блок менее актуален, так как в их конструкции присутствует система маслоотделения, которая фактически оставляет масло в единственно нужном месте — в компрессорах.
Итого вывод: увеличение длин трубопроводов в системе VRF выше предельных значений допустимо, но его необходимо компенсировать, увеличивая диаметры коллекторных (жидкостных и газовых) трубопроводов.
2. Общая длина трубопроводов (суммарная длина всех жидкостных трубопроводов в системе) — 1000 м
Эта величина не зависит от параметров работы компрессорного узла, так как на величину потерь давления в системе влияет только главное циркуляционное кольцо. Потери давления в более коротких ответвлениях будут всегда меньше. Физический смысл данного ограничения сводится к объёму ресивера наружного блока (рис. 3).
Дело в том, что при максимальной загрузке всех внутренних блоков все жидкостные трубопроводы системы и часть испарителя внутренних блоков заполнены жидким фреоном. Однако, когда система работает с неполной нагрузкой, часть трубопроводов и неработающие внутренние блоки содержат только газообразный хладагент. Следовательно, невостребованный системой жидкий хладагент должен находиться в ресивере наружного блока. Следует отметить, что данная величина на реальных объектах оказывается не критичной, и общей длины трубопроводов 1000 м практически всегда хватает.
3. Длина трубопроводов от первого тройника до последнего внутреннего блока — 40 (90) м
Физический смысл данного ограничения сводится к выравниванию потерь давления в ответвлениях системы. Если выбор диаметра трубопроводов производится без учёта их длины, тогда длина ответвлений должна быть примерно одинакова — с целью обеспечения равных потерь давления на всех ответвлениях. Иногда в реальных системах требуется сделать ответвление достаточно близко к наружному блоку и расстояние от первого тройника до последнего блока может быть больше номинальных величин. Следовательно, для нормальной циркуляции фреона мы должны увеличить удельные потери давления на первом (ближайшем к наружному блоку) ответвлении. Делается это (как один из вариантов) с помощью уменьшения на типоразмер диаметра жидкостного трубопровода между внутренним блоком и тройником.
4. Перепад высот между внутренними и наружным блоками 50 (110) м
Очень часто при кондиционировании высотных зданий требуется установка наружных блоков вверху — на крыше здания или внизу — на уровне земли. При этом возникает большой перепад по высоте между внутренними и наружным блоками. Давайте рассмотрим, какие проблемы возникают при установке наружных блоков значительно выше или ниже внутренних.
Вариант 1 — наружный блок устанавливается ниже внутренних. В этом случае в режиме охлаждения наружный блок подаёт жидкий хладагент вверх, а газообразный — возвращается вниз к наружному блоку. Следовательно, компрессору приходится преодолевать гидростатическое давление жидкого хладагента, плотность которого значительно выше, чем газообразного, в результате чего производительность наружного блока снижается. Как правило, максимальный перепад высоты в данном случае составляет 40 м. Что произойдёт с системой, если увеличить этот перепад, например до 100 м? Давайте найдём ответ на этот вопрос.
Произойдёт увеличение потерь давления в системе и, соответственно, снижение максимальной производительности наружного блока. Если обратить внимание на график изменения мощности наружного блока в зависимости от высоты и длины трубопроводов, то можно определить коэффициент коррекции мощности по высоте. Потери производительности носят линейный характер и составляют около 1 % на каждые 10 м перепада высоты. Соответственно, на 100 м перепада высоты наружный блок снизит свою производительность примерно на 10 % дополнительно к потерям мощности по длине.
Теперь определим потери давления. Плотность жидкого фреона R410A при температуре +5 °C составляет приблизительно 1151 кг/м³. При перепаде высоты между внутренним и наружным блоками 100 м гидростатический напор составит 1129 кПа или около 11 атм:
Δp = ρgΔH = 1151×9,81×100 = 1129 кПа. (2)
Сравнивая эту величину с разницей между давлением конденсации в наружном блоке и давлением испарения во внутренних блоках (около 19 атм), видно, что даже при перепаде высот 100 м дополнительно необходимо дросселировать 8 атм. Соответственно, перепад высот 100 м (наружный блок ниже) не критичен для работы VRF-системы. Когда наружный блок выше, теоретической перепад высот может быть значительно больше 100 м (если «забыть» про проблему возврата масла).
Ещё одна проблема при большом перепаде высоты между элементами холодильного контура — возврат масла в компрессор наружного блока. Отделение масла от фреона происходит только в газовом трубопроводе. Но в рассматриваемом случае поток масла будет самотёком спускаться вниз вместе с газообразным хладагентом — к наружному блоку, так что проблем с возвратом масла в компрессор также нет.
При переключении наружного блока в режим обогрева движение хладагента происходит в обратном направлении. С точки зрения производительности это хорошо — вверх поднимается газ, вниз поступает жидкость, гидростатическое давление «помогает» движению фреона.
Производительность наружного блока не падает. Однако с точки зрения возврата масла в компрессор это не очень хорошо. На вертикальном подъёме может возникнуть ситуация, когда масло не сможет подняться по фреоновому трубопроводу и будет накапливаться в нём. Для возврата масла в компрессор VRF-система использует две технологии.
Первая технология — в конструкции наружного блока предусмотрен сепаратор масла. Он стоит на выходе из компрессора и отделяет масло из потока фреона. После чего масло вновь подаётся на всасывание компрессора. Эффективность этого устройства высока, но всё равно небольшая часть масла уходит в систему. Для его возврата предусмотрен другой метод — включается режим возврата масла.
Вторая технология возврата масла реализуется следующим образом. Каждые 12 часов работы система включается в режиме максимального холода, все клапаны на внутренних блоках открываются, но вентиляторы не включаются. В результате жидкий фреон проходит через внутренний блок, не испаряясь, и жидким поступает в газовый трубопровод, вымывая масло из внутренних блоков и части газовых трубопроводов обратно в наружный блок.
Вариант 2 — наружный блок устанавливается выше внутренних на 100 м. Происходят обратные процессы: в режиме холода давление компрессора совпадает с направлением гидростатического напора в системе, поэтому производительность наружного блока по холоду даже увеличивается. Однако проблема возврата масла в наружный блок требует внимательного отношения к диаметрам газового трубопровода (они не должны быть завышены), через каждые 30 м перепада на газовом трубопроводе рекомендуется ставить маслоподъёмные петли.
В режиме тепла происходят дополнительные потери производительности наружного блока в пределах 10 % от номинальных значений.
5. Перепад высот между внутренними блоками 15 м
Сравнивая конфигурацию систем VRF с более простыми и понятными системами водяного отопления, нужно отметить разный подход к обвязке трубопроводами внутренних блоков (рис. 4).
Для систем VRF характерна горизонтальная обвязка внутренних блоков, а для систем водяного отопления — преимущественно вертикальные коллекторные трубопроводы. Эта разница объясняется разным фазовым составом энергоносителя. Вода в системах отопления — это всегда жидкость с примерно одинаковой плотностью. А фреон на входе во внутренний блок — это жидкость (а на больших длинах трубопроводов — смесь жидкости и газа), на выходе из внутреннего блока — газ. Поэтому для систем VRF критично равномерное поступление потоков во внутренние блоки. Например, даже установка тройников только горизонтальна — чтобы разделение потоков происходило равномерно.
В случае большой разницы по высоте между внутренними блоками возникает неравномерное поступление хладагента к ним, и может провоцироваться ситуация, когда нижние внутренние блоки будут работать значительно лучше на холод, чем верхние. Особенно это критично в случае наружных блоков меньшего типоразмера, чем необходимо. Принципиально делать большой перепад (более 15 м) между внутренними блоками возможно, но тогда принимать производительность наружного блока нужно равной производительности внутренних.
Установка фреоновых фильтров
Ещё один нюанс, на который нужно обратить внимание, — это установка фильтров механической очистки на газовом трубопроводе перед наружным блоком. Дело в том, что если строго выполнять все рекомендации при пайке трубопроводов, то фильтры не нужны. Но мы живём в России, поэтому часто бывает, к сожалению, что либо пайка под азотом не выполнялась, либо трубы были перекалены, но в системе после пайки остаётся много окалины (рис. 5).
Эта окалина в процессе работы системы благополучно собирается фреоном и возвращается в наружный блок по газовой трубе. В наружном блоке есть фильтр для улавливания механических примесей, но он небольшой и забивается очень быстро. Поэтому через неделю-две работы система останавливается либо по низкому давлению, либо по перегреву компрессоров из-за недостаточной циркуляции фреона. Для исключения этой ситуации устанавливают дополнительный фильтр на газовую трубу (рис. 6).
В процессе пусконаладки и тестирования системы наружный блок запускается в режиме охлаждения. По жидкостному трубопроводу фреон проходит через все трубопроводы, «собирает» с паяных соединений окалину. Запорный вентиль на основной трубе закрыт, а байпасный — открыт, поэтому газообразный фреон проходит через фильтр и затем уходит в наружный блок. Фильтр собирает окалину из системы. Примерно через три дня работы рекомендуется байпасный вентиль закрыть, а основной открыть, чтобы система перешла в нормальный режим работы. В фильтре всё-таки будут идти дополнительные потери давления. Важно не забывать ещё и о том, что при переключении системы «на тепло» направление движения фреона меняется. Если мы не перекроем перед этим фильтр, то вся бережно собранная грязь из фильтра снова пойдёт обратно в систему. Поэтому режим эксплуатации нашей системы через фильтр — режим охлаждения.
Вывод
Проектирование фреонопроводов для VRF-систем кондиционирования по методикам производителей является достаточно тривиальной задачей и, как правило, не требует сложных инженерных расчётов. В случае нестандартной конфигурации трубопроводов VRF-систем инженер-проектировщик должен понимать физический смысл вводимых ограничений, очень осторожно принимать значения вне рекомендуемых производителем величин, а также компенсировать изменяемые гидравлические характеристики более точным расчётом систем.
Определение диаметра труб фреоновых магистралей
Обычно в руководствах по монтажу кондиционеров указываются диаметры труб фреоновой магистрали. Однако монтажники и проектировщики часто либо не имеют этих данных, либо хотят сделать отклонения от технической документации в силу обстоятельств, сложившихся на конкретном объекте.
Выбор диаметра труб фреоновой магистрали определяют три обстоятельства:
потери давления на магистрали;
обеспечение возможности возврата масла;
скорость потока хладагента.
Потери давления напрямую влияют на холодопроизводительность установки. При возрастании потерь давления в трубопроводах холодопроизводительность падает, а потребляемая мощность увеличивается. Рост потерь давления пропорционален квадрату скорости хладагента в трубопроводе. Особенно влияют на холодопроизводительность потери давления в трубопроводах всасывания. Потери давления жидкостной магистрали можно рассматривать как незначительные.
Потери давления оцениваются по эквивалентному перепаду температур на фреоновой магистрали. Средние потери давления для трубопровода длиной 30 м не должны превышать 1–2 K. Исходя из этого, оптимальная скорость потока хладагента в трубопроводах холодильной установки должна иметь значения, указанные в таблице 1.
Таблица 1. Допустимая скорость хладагента в трубопроводе, м/с
В результате хорошего растворения масла в жидком хладагенте циркуляция масла в жидкостной магистрали не вызывает проблем.
В магистралях нагнетания и всасывания масло и хладагент разделяются, поэтому необходимо применять определенные меры по возвращению масла в компрессор.
Произведем расчет диаметра трубопровода всасывания для кондиционера холодопроизводительностью 5,0 кВт.
Исходные данные для расчета:
1. Холодопроизводительность, Вт, 5,0
2. Скорость потока газа, м/с, 5,0
3. Хладагент R22
4. Теплота испарения хладагента R22 при температуре испарения +5 °С, кДж/кг, 201,0
Решение: Массовый расход жидкого хладагента за 1с равен:
Учитывая, что плотность R22 примерно 1,2 г/см3, объемный расход:
Так как объем газообразного хладагента R22 в 31 раз больше объема жидкости, объемный расход газа
где V — скорость газа в трубопроводе,
S — площадь сечения трубопровода,
D — диаметр трубопровода всасывания.
Из этого следует, что
То есть диаметр трубопровода всасывания должен быть 12,8 мм. Ближайший стандартный размер равен 1/2». Аналогично производится расчет линии нагнетания.
Почему вакуумирование фреоновой магистрали является обязательной процедурой
При монтаже кондиционеров наши специалисты обязательно проводят вакуумирование фреоновой магистрали. Эта процедура выполняется в несколько последовательных этапов, увеличивая продолжительность работ не более, чем на полчаса. Ее основные задачи – выведение лишней влаги, проверка системы на герметичность. Она позволяет защитить оборудование от поломок, предупредить нарушение характеристик, заявленных производителем, снизить расходы на обслуживание и ремонт климатической техники, исключить риск досрочного прекращения действия гарантии. Чем же грозит кондиционеру отказ от вакуумирования? Как проводится процедура?
Зачем проводится вакуумирование фреоновой магистрали
Фреоновая трасса должна быть полностью герметичной. Почему? Ответить на этот вопрос можно, ознакомившись с основными проблемами, возникающими при нарушении данного требования. К числу таковых можно отнести:
увеличенный риск возникновения утечки хладагента;
нарушение холодопроизводительности системы;
смешивание хладагента с воздухом;
повышенный износ компрессора;
образование ледяной корки на отдельных элементах кондиционера.
Утечка фреона опасна не только для оборудования, но и для человека. При взаимодействии с открытым огнем (например, при курении рядом с кондиционером) хладагент превращается в высокотоксичное соединение. Снижение его содержания в системе приводит к уменьшению мощности и полной остановке техники.
После установки фреоновых трасс в системе остается определенная доля воздуха с естественной влажностью. В процессе запуска оборудования влага опускается в капиллярную трубку. Если за окном наблюдается отрицательная температура, последняя может замерзнуть, вызвав закупорку маленького отверстия. Чем это грозит?
Последствия блокирования капиллярки крайне неприятны для владельца оборудования. При закупорке выходят из строя клапаны компрессора, на обмотке повреждается изоляция. Это приводит к необходимости его замены. Стоимость данной детали достаточно велика – дешевле приобрести новый внешний блок. Нарушения в работе узла могут быть вызваны и другими причинами: снижением эффективности смазывающих и моющих свойств масла, происходящем при проникновении в него влажного воздуха.
На отдельных деталях кондиционера может появляться наледь. Чаще всего ее можно наблюдать на конденсаторе, теплообменнике, трубках, где циркулирует хладагент, вентиляторе. Для каждого из перечисленных элементов ледяная корка чревата губительными последствиями.
По завершению монтажных работ специалисты нашей компании производят вакуумирование магистрали, что исключает риск проникновения влаги в систему и позволяет убедиться в ее герметичности.
Что применяется для процедуры вакуумирования
Процедура не является очень сложной, но предполагает использование специального оборудования и инструментов:
насоса;
трубогиба;
двухвентильного манометрического коллектора, оснащенного шлангами;
трубореза,
фреоновой рамки и баллона.
Выполняются работы в несколько этапов. На каждом из них преследуется цель откачивания воздуха из коммуникаций техники. Контролируется процесс при помощи манометрического коллектора, благодаря которому происходит отслеживание давления при нагнетании и всасывании.
Непосредственно для откачивания влажного воздуха специалисты применяют мощный и производительный насос с вакуумным принципом действия. Для его подключения к системе используется специальный удлинитель. Здесь не обходится без газовых разводных ключей, комплекта отверток и прочих инструментов. Баллон с фреоном нужен для дозаправки хладагента. Марка последнего подбирается с учетом конкретной модели техники.
Основные этапы реализации процедуры
На первом этапе осуществляется подключение манометрической станции к насосу. Коллектор соединяется к кондиционером посредством ниппеля. Проводятся замеры вакуума при помощи синего манометра. Здесь важно, чтобы стрелка опускалась на единичку после запуска насоса. Дальше кран на станции, соединяющий вакууматор с системой, перекрывается. Насос отключается для проверки герметичности. Специалист ожидает примерно 45-50 минут, затем смотрит на текущие показатели стрелки. Она должна сохранить положение при отсутствии утечек.
Смещение стрелки свидетельствует о недостаточной герметичности системы, что возникает по нескольким причинам. К числу таковых относятся:
чрезмерное затягивание гайки, чреватое выдавливанием развальцованной части трубки;
плохая обработка стыков в местах соединения гайки и штуцера;
излом медной трубы и прочее.
Подобные неприятности возникают только тогда, когда работы выполняются неопытными специалистами или самим владельцем, решившем сэкономить деньги.
Проверив систему на герметичность, эксперты производят отключение манометрического коллектора от кондиционера и приступают к следующему этапу работ – заполнению фреонового контура хладагентом. Для этого осуществляется аккуратное открытие кранов на оборудовании при помощи шестигранного ключа. После окончания заправки баллон отсоединяется.
Важно! Вакуумный насос отключается только после полного перекрытия вентиля на манометрическом коллекторе. Нарушение данного требования чревато проникновением масла через шланги в контур с областью низкого давления.
Последним этапом процедуры является тестирование системы. Надежность и эффективность функционирования климатической техники проверяется на всех имеющихся режимах. Показатели сравниваются с заявленными характеристиками.
Почему не стоит отказываться от процедуры вакуумирования фреоновой магистрали
Наши специалисты настаивают на проведении данной процедуры. Некоторые компании заменяют вакуумирование другим способом выкачивания воздуха, аргументируя выбор экономической целесообразностью. Они сливают часть фреона благодаря чему вытесняются атмосферные воздушные массы из магистрали. Этот метод имеет как минимум два недостатка:
Отсутствие уверенности в полном выведении воздуха. Без специального оборудования невозможно проверить содержание системы. Даже незначительная часть воздушных масс может стать причиной возникновения многочисленных проблем в процессе эксплуатации кондиционера.
Риск нарушения состава хладагента. Современные смеси, используемые для заправки кондиционеров, являются многокомпонентными. При скачивании фреона очень часто происходит испарение наиболее легких фракций. В результате исходный состав полностью меняется. Это сказывается на производительности оборудования. Чтобы восстановить показатели, необходимо слить весь хладагент и заправить кондиционер полностью. Такая процедура требует огромных расходов, ведь стоимость полного баллона составляет несколько сотен долларов.
Важно! При монтаже многих современных кондиционеров невозможно обойтись без вакуумирования системы. В случае поломки техники, установленной с нарушениями, гарантия на оборудование от производителя не действует. Даже до истечения гарантийного срока ремонтировать технику владельцу придется за собственные деньги.
Сколько времени тратится на вакуумирование системы
Продолжительность данного процесса зависит от нескольких факторов. К числу таковых относятся прежде всего возможности вакуумного оборудования. Наши специалисты используют двухступенчатый насос. Благодаря ему вакуумирование длиться буквально несколько минут. Еще порядка получаса затрачивается на качественную проверку работоспособности и показателей кондиционирующей техники.
К другим факторам оказывающим влияние на продолжительность процесса относятся общая потребляющая мощность кондиционера и протяженность трубопроводной системы. Здесь все зависит от особенностей помещения, где производится установка климатической техники.
Профессиональное вакуумирование фреоновой магистрали, выполняемое нашими специалистами – единственный правильный способ подготовки кондиционера к безопасной, бесперебойной и эффективной эксплуатации. Для его проведения не требуется больших временных и денежных затрат, зато результат полностью оправдывает ожидания. Оборудование работает долгие годы без снижения производительности и поломок.
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||